本发明涉及橡胶密封件领域，尤其涉及一种高硬度耐磨橡胶密封件及其制备方法。
背景技术：
橡胶具有良好的综合性能，与金属粘结性、力学性能、疲劳性能、耐老化、生热低等性能都较高，橡胶密封件被应用于各行各业中，如果密封件质量低劣，轻则带来损失和麻烦，重则会造成恶性事故，尤其是在工作压力高的环境下，密封圈所承受的负荷较大，在设备运行过程中经常碰到密封件损坏情况，有的密封件只能使用1-2个月，甚至更短的时间，就需要更换，给企业的连续生产带来的麻烦，人们对橡胶密封圈的质量要求也不断的提高。
现有技术中的橡胶密封件的硬度和耐磨性能无法满足实际使用时的需求，因此亟需设计一种高硬度耐磨橡胶密封件来解决现有技术中的问题。
技术实现要素：
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种高硬度耐磨橡胶密封件及其制备方法，制备得到的橡胶密封件具有优异的韧性，硬度和耐磨性能。
本发明提出的一种高硬度耐磨橡胶密封件，其原料按重量份包括：改性硅橡胶60-120份、三元乙丙橡胶15-35份、氢化丁晴橡胶5-15份、氯磺化聚乙烯橡胶4-8份、聚氟乙稀树脂2-5份、聚乙烯2-8份、纳米二氧化硅1-6份、碳化硅2-8份、氧化锌1-4份、氧化镁2-5份、尼龙1-5份、乙二醇2-6份、石墨粉3-6份、硅烷偶联剂KH-560 2-5份、聚碳酸酯1-5份、醋酸丁酯2-5份、硬脂酸锌3-8份、氯化石蜡1-5份、聚乙二醇2-5份、助剂2-7份、分散剂1-3份、增塑剂2-5份。
优选地，改性硅橡胶按如下工艺进行制备：将硅橡胶和聚甲基三乙氧基硅烷混合，接着加入二月桂酸二丁基锡，升温至70-90℃，接着滴加蒸馏水，在90-100℃下反应6-7h，得到淡黄色半透明黏稠物；将淡黄色半透明黏稠物与固化剂混合，搅拌均匀注入模具，在80-200℃下加热1-3h得到改性硅橡胶。
优选地，改性硅橡胶的制备工艺中，硅橡胶、聚甲基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡和固化剂的重量比为2-5：1-3：2-4：1.5-3.5。
优选地，助剂的原料按重量份包括：活性硅酸钙10-50份、硬脂酸钙3-6份、纳米白炭黑2-8份、煅烧高岭土1-6份、氢氧化镁3-9份、木质纤维粉1-6份、空心玻璃微珠2-7份、黄麻纤维1-3份、甲基丙烯酸酯4-9份、硅烷偶联剂KH570 2-5份、润滑剂3-8份。
优选地，助剂按如下工艺进行制备：将活性硅酸钙和硬脂酸钙混合均匀，在50-60℃温度下密封低速搅拌10-25min，然后与纳米白炭黑、煅烧高岭土、木质纤维粉、空心玻璃微珠和黄麻纤维混合均匀，45-55℃密封低速搅拌5-10min，再加入氢氧化镁、甲基丙烯酸酯、硅烷偶联剂KH570和润滑剂，升温至135-140℃，低速搅拌10-20min，出料，冷却至室温得到助剂。
优选地，其原料按重量份包括：改性硅橡胶65-115份、三元乙丙橡胶18-32份、氢化丁晴橡胶8-12份、氯磺化聚乙烯橡胶5-7份、聚氟乙稀树脂3-4份、聚乙烯3-7份、纳米二氧化硅2-5份、碳化硅3-7份、氧化锌2-3份、氧化镁3-4份、尼龙2-4份、乙二醇3-5份、石墨粉4-5份、硅烷偶联剂KH-560 3-4份、聚碳酸酯2-4份、醋酸丁酯3-4份、硬脂酸锌4-7份、氯化石蜡2-4份、聚乙二醇3-4份、助剂3-6份、分散剂1.5-2.5份、增塑剂2.5-4.5份。
优选地，其原料按重量份包括：改性硅橡胶90份、三元乙丙橡胶25份、氢化丁晴橡胶10份、氯磺化聚乙烯橡胶6份、聚氟乙稀树脂3.5份、聚乙烯5份、纳米二氧化硅3.5份、碳化硅5份、氧化锌2.5份、氧化镁3.5份、尼龙3份、乙二醇4份、石墨粉4.5份、硅烷偶联剂KH-560 3.5份、聚碳酸酯2份、醋酸丁酯3.5份、硬脂酸锌5.5份、氯化石蜡3份、聚乙二醇3.5份、助剂4.5份、分散剂2份、增塑剂3.5份。
本发明的一种高硬度耐磨橡胶密封件的制备方法，包括如下步骤：
S1、将开炼机升温至165-170℃，然后将改性硅橡胶、三元乙丙橡胶、氢化丁晴橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、聚氟乙稀树脂和聚乙烯共混，然后添加纳米二氧化硅、碳化硅、氧化锌、氧化镁、尼龙、乙二醇、石墨粉、硅烷偶联剂KH-560、聚碳酸酯、醋酸丁酯、硬脂酸锌、氯化石蜡、聚乙二醇、助剂、分散剂和增塑剂，经过包辊，吃粉，翻炼，冷却至室温得到物料a；
S2、将物料a停放22-26h后进行硫化处理，硫化处理的温度为175-185℃，硫化处理的时间为4-6min，硫化处理的压力为8-12Mpa，冷却至室温得到高韧性防腐橡胶密封件。
本发明的一种高硬度耐磨橡胶密封件，其原料包括改性硅橡胶、三元乙丙橡胶、氢化丁晴橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、聚氟乙稀树脂、聚乙烯、纳米二氧化硅、碳化硅、氧化锌、氧化镁、尼龙、乙二醇、石墨粉、硅烷偶联剂KH-560、聚碳酸酯、醋酸丁酯、硬脂酸锌、氯化石蜡、聚乙二醇、助剂、分散剂和增塑剂。其中以改性硅橡胶、三元乙丙橡胶、氢化丁晴橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶和聚氟乙稀树脂和聚乙烯作为基料，以纳米二氧化硅、碳化硅、氧化锌、氧化镁、尼龙和石墨粉作为填料，以乙二醇、硅烷偶联剂KH-560、聚碳酸酯、醋酸丁酯、硬脂酸锌、氯化石蜡、聚乙二醇、助剂、分散剂和增塑剂作为辅助添加剂，在基料、填料和辅助添加剂的相互配合下，制备得到的橡胶密封件具有优异的综合性能，硬度高，耐磨性好。其中在基料中添加的改性硅橡胶以硅橡胶、聚甲基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡和固化剂为原料，利用聚甲基三乙氧基硅烷和二月桂酸二丁基锡，并在固化剂的作用下进行改性，制备得到的改性硅橡胶运用本发明橡胶密封件基料中，有效提高了本发明橡胶密封件的硬度和耐磨性能。辅助添加剂中添加的助剂以活性硅酸钙、硬脂酸钙、纳米白炭黑、煅烧高岭土、氢氧化镁、木质纤维粉、空心玻璃微珠、黄麻纤维、甲基丙烯酸酯、硅烷偶联剂KH570和润滑剂为原料，在硅烷偶联剂KH570作用下进行改接改性，制备得到助剂具有优异的硬度和耐磨性能，运用到本发明的橡胶密封件的制备中，有效提高了本发明橡胶密封件的硬度和耐磨性能。本发明的制备方法简单。制备得到的高硬度耐磨橡胶密封件具有优异的韧性，硬度和耐磨性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
具体实施方式中，改性硅橡胶的重量份可以为60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份、95份、100份、105份、110份、115份、120份；三元乙丙橡胶的重量份可以为15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份、31份、32份、33份、34份、35份；氢化丁晴橡胶的重量份可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份；氯磺化聚乙烯橡胶的重量份可以为4份、5份、6份、7份、8份；聚氟乙稀树脂的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；聚乙烯的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份；纳米二氧化硅的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；碳化硅的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份；氧化锌的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；氧化镁的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；尼龙的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份；乙二醇的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份；石墨粉的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；硅烷偶联剂KH-560的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；聚碳酸酯的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份；醋酸丁酯的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；硬脂酸锌的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份；氯化石蜡的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份；聚乙二醇的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；助剂的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份；分散剂的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份；增塑剂的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份。
实施例1
本发明提出的一种高硬度耐磨橡胶密封件，其原料按重量份包括：改性硅橡胶90份、三元乙丙橡胶25份、氢化丁晴橡胶10份、氯磺化聚乙烯橡胶6份、聚氟乙稀树脂3.5份、聚乙烯5份、纳米二氧化硅3.5份、碳化硅5份、氧化锌2.5份、氧化镁3.5份、尼龙3份、乙二醇4份、石墨粉4.5份、硅烷偶联剂KH-560 3.5份、聚碳酸酯2份、醋酸丁酯3.5份、硬脂酸锌5.5份、氯化石蜡3份、聚乙二醇3.5份、助剂4.5份、分散剂2份、增塑剂3.5份。
改性硅橡胶按如下工艺进行制备：按重量份将3.5份硅橡胶和2份聚甲基三乙氧基硅烷混合，接着加入3份二月桂酸二丁基锡，升温至80℃，接着滴加蒸馏水，在95℃下反应6.5h，得到淡黄色半透明黏稠物；将淡黄色半透明黏稠物与2.5份固化剂混合，搅拌均匀注入模具，在140℃下加热2h得到改性硅橡胶。
助剂按如下工艺进行制备：按重量份将30份活性硅酸钙和4.5份硬脂酸钙混合均匀，在55℃温度下密封低速搅拌17.5min，然后与5份纳米白炭黑、3.5份煅烧高岭土、3.5份木质纤维粉、4.5份空心玻璃微珠和2份黄麻纤维混合均匀，50℃密封低速搅拌7.5min，再加入6份氢氧化镁、6.5份甲基丙烯酸酯、3.5份硅烷偶联剂KH570和5.5份润滑剂，升温至137.5℃，低速搅拌15min，出料，冷却至室温得到助剂。
本发明的一种高硬度耐磨橡胶密封件的制备方法，包括如下步骤：
S1、将开炼机升温至167.5℃，然后将改性硅橡胶、三元乙丙橡胶、氢化丁晴橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、聚氟乙稀树脂和聚乙烯共混，然后添加纳米二氧化硅、碳化硅、氧化锌、氧化镁、尼龙、乙二醇、石墨粉、硅烷偶联剂KH-560、聚碳酸酯、醋酸丁酯、硬脂酸锌、氯化石蜡、聚乙二醇、助剂、分散剂和增塑剂，经过包辊，吃粉，翻炼，冷却至室温得到物料a；
S2、将物料a停放24h后进行硫化处理，硫化处理的温度为180℃，硫化处理的时间为5min，硫化处理的压力为10Mpa，冷却至室温得到高韧性防腐橡胶密封件。
实施例2
本发明提出的一种高硬度耐磨橡胶密封件，其原料按重量份包括：改性硅橡胶60份、三元乙丙橡胶35份、氢化丁晴橡胶5份、氯磺化聚乙烯橡胶8份、聚氟乙稀树脂2份、聚乙烯8份、纳米二氧化硅1份、碳化硅8份、氧化锌1份、氧化镁5份、尼龙1份、乙二醇6份、石墨粉3份、硅烷偶联剂KH-560 5份、聚碳酸酯1份、醋酸丁酯5份、硬脂酸锌3份、氯化石蜡5份、聚乙二醇2份、助剂7份、分散剂1份、增塑剂5份。
改性硅橡胶按如下工艺进行制备：按重量份将2份硅橡胶和3份聚甲基三乙氧基硅烷混合，接着加入2份二月桂酸二丁基锡，升温至90℃，接着滴加蒸馏水，在90℃下反应7h，得到淡黄色半透明黏稠物；将淡黄色半透明黏稠物与1.5份固化剂混合，搅拌均匀注入模具，在200℃下加热1h得到改性硅橡胶。
助剂按如下工艺进行制备：按重量份将10份活性硅酸钙和6份硬脂酸钙混合均匀，在50℃温度下密封低速搅拌25min，然后与2份纳米白炭黑、6份煅烧高岭土、1份木质纤维粉、7份空心玻璃微珠和1份黄麻纤维混合均匀，55℃密封低速搅拌5min，再加入9份氢氧化镁、4份甲基丙烯酸酯、5份硅烷偶联剂KH570和3份润滑剂，升温至140℃，低速搅拌10min，出料，冷却至室温得到助剂。
本发明的一种高硬度耐磨橡胶密封件的制备方法，包括如下步骤：
S1、将开炼机升温至165℃，然后将改性硅橡胶、三元乙丙橡胶、氢化丁晴橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、聚氟乙稀树脂和聚乙烯共混，然后添加纳米二氧化硅、碳化硅、氧化锌、氧化镁、尼龙、乙二醇、石墨粉、硅烷偶联剂KH-560、聚碳酸酯、醋酸丁酯、硬脂酸锌、氯化石蜡、聚乙二醇、助剂、分散剂和增塑剂，经过包辊，吃粉，翻炼，冷却至室温得到物料a；
S2、将物料a停放26h后进行硫化处理，硫化处理的温度为175℃，硫化处理的时间为6min，硫化处理的压力为8Mpa，冷却至室温得到高韧性防腐橡胶密封件。
实施例3
本发明提出的一种高硬度耐磨橡胶密封件，其原料按重量份包括：改性硅橡胶120份、三元乙丙橡胶15份、氢化丁晴橡胶15份、氯磺化聚乙烯橡胶4份、聚氟乙稀树脂5份、聚乙烯2份、纳米二氧化硅6份、碳化硅2份、氧化锌4份、氧化镁2份、尼龙5份、乙二醇2份、石墨粉6份、硅烷偶联剂KH-5602份、聚碳酸酯5份、醋酸丁酯2份、硬脂酸锌8份、氯化石蜡1份、聚乙二醇5份、助剂2份、分散剂3份、增塑剂2份。
改性硅橡胶按如下工艺进行制备：按重量份将5份硅橡胶和1份聚甲基三乙氧基硅烷混合，接着加入4份二月桂酸二丁基锡，升温至70℃，接着滴加蒸馏水，在100℃下反应6h，得到淡黄色半透明黏稠物；将淡黄色半透明黏稠物与3.5份固化剂混合，搅拌均匀注入模具，在80℃下加热3h得到改性硅橡胶。
助剂按如下工艺进行制备：按重量份将50份活性硅酸钙和3份硬脂酸钙混合均匀，在60℃温度下密封低速搅拌10min，然后与8份纳米白炭黑、1份煅烧高岭土、6份木质纤维粉、2份空心玻璃微珠和3份黄麻纤维混合均匀，45℃密封低速搅拌10min，再加入3份氢氧化镁、9份甲基丙烯酸酯、2份硅烷偶联剂KH570和8份润滑剂，升温至135℃，低速搅拌20min，出料，冷却至室温得到助剂。
本发明的一种高硬度耐磨橡胶密封件的制备方法，包括如下步骤：
S1、将开炼机升温至170℃，然后将改性硅橡胶、三元乙丙橡胶、氢化丁晴橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、聚氟乙稀树脂和聚乙烯共混，然后添加纳米二氧化硅、碳化硅、氧化锌、氧化镁、尼龙、乙二醇、石墨粉、硅烷偶联剂KH-560、聚碳酸酯、醋酸丁酯、硬脂酸锌、氯化石蜡、聚乙二醇、助剂、分散剂和增塑剂，经过包辊，吃粉，翻炼，冷却至室温得到物料a；
S2、将物料a停放22h后进行硫化处理，硫化处理的温度为185℃，硫化处理的时间为4min，硫化处理的压力为12Mpa，冷却至室温得到高韧性防腐橡胶密封件。
实施例4
本发明提出的一种高硬度耐磨橡胶密封件，其原料按重量份包括：改性硅橡胶65份、三元乙丙橡胶32份、氢化丁晴橡胶8份、氯磺化聚乙烯橡胶7份、聚氟乙稀树脂3份、聚乙烯7份、纳米二氧化硅2份、碳化硅7份、氧化锌2份、氧化镁4份、尼龙2份、乙二醇5份、石墨粉4份、硅烷偶联剂KH-560 4份、聚碳酸酯2份、醋酸丁酯4份、硬脂酸锌4份、氯化石蜡4份、聚乙二醇3份、助剂6份、分散剂1.5份、增塑剂4.5份。
改性硅橡胶按如下工艺进行制备：按重量份将3.2份硅橡胶和2.2份聚甲基三乙氧基硅烷混合，接着加入2.8份二月桂酸二丁基锡，升温至84℃，接着滴加蒸馏水，在93℃下反应6.6h，得到淡黄色半透明黏稠物；将淡黄色半透明黏稠物与1.8份固化剂混合，搅拌均匀注入模具，在195℃下加热1.5h得到改性硅橡胶。
助剂按如下工艺进行制备：按重量份将15份活性硅酸钙和5份硬脂酸钙混合均匀，在52℃温度下密封低速搅拌20min，然后与3份纳米白炭黑、5份煅烧高岭土、2份木质纤维粉、6份空心玻璃微珠和1.5份黄麻纤维混合均匀，52℃密封低速搅拌6min，再加入8份氢氧化镁、5份甲基丙烯酸酯、4份硅烷偶联剂KH570和4份润滑剂，升温至139℃，低速搅拌12min，出料，冷却至室温得到助剂。
本发明的一种高硬度耐磨橡胶密封件的制备方法，包括如下步骤：
S1、将开炼机升温至166℃，然后将改性硅橡胶、三元乙丙橡胶、氢化丁晴橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、聚氟乙稀树脂和聚乙烯共混，然后添加纳米二氧化硅、碳化硅、氧化锌、氧化镁、尼龙、乙二醇、石墨粉、硅烷偶联剂KH-560、聚碳酸酯、醋酸丁酯、硬脂酸锌、氯化石蜡、聚乙二醇、助剂、分散剂和增塑剂，经过包辊，吃粉，翻炼，冷却至室温得到物料a；
S2、将物料a停放25h后进行硫化处理，硫化处理的温度为178℃，硫化处理的时间为5.5min，硫化处理的压力为9Mpa，冷却至室温得到高韧性防腐橡胶密封件。
实施例5
本发明提出的一种高硬度耐磨橡胶密封件，其原料按重量份包括：改性硅橡胶115份、三元乙丙橡胶18份、氢化丁晴橡胶12份、氯磺化聚乙烯橡胶5份、聚氟乙稀树脂4份、聚乙烯3份、纳米二氧化硅5份、碳化硅3份、氧化锌3份、氧化镁3份、尼龙4份、乙二醇3份、石墨粉5份、硅烷偶联剂KH-5603份、聚碳酸酯4份、醋酸丁酯3份、硬脂酸锌7份、氯化石蜡2份、聚乙二醇4份、助剂3份、分散剂2.5份、增塑剂2.5份。
改性硅橡胶按如下工艺进行制备：按重量份将3.8份硅橡胶和1.8份聚甲基三乙氧基硅烷混合，接着加入3.2份二月桂酸二丁基锡，升温至76℃，接着滴加蒸馏水，在97℃下反应6.4h，得到淡黄色半透明黏稠物；将淡黄色半透明黏稠物与3.2份固化剂混合，搅拌均匀注入模具，在85℃下加热2.5h得到改性硅橡胶。
助剂按如下工艺进行制备：按重量份将45份活性硅酸钙和4份硬脂酸钙混合均匀，在58℃温度下密封低速搅拌15min，然后与7份纳米白炭黑、2份煅烧高岭土、5份木质纤维粉、3份空心玻璃微珠和2.5份黄麻纤维混合均匀，48℃密封低速搅拌9min，再加入4份氢氧化镁、8份甲基丙烯酸酯、3份硅烷偶联剂KH570和7份润滑剂，升温至136℃，低速搅拌18min，出料，冷却至室温得到助剂。
本发明的一种高硬度耐磨橡胶密封件的制备方法，包括如下步骤：
S1、将开炼机升温至169℃，然后将改性硅橡胶、三元乙丙橡胶、氢化丁晴橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、聚氟乙稀树脂和聚乙烯共混，然后添加纳米二氧化硅、碳化硅、氧化锌、氧化镁、尼龙、乙二醇、石墨粉、硅烷偶联剂KH-560、聚碳酸酯、醋酸丁酯、硬脂酸锌、氯化石蜡、聚乙二醇、助剂、分散剂和增塑剂，经过包辊，吃粉，翻炼，冷却至室温得到物料a；
S2、将物料a停放23-25h后进行硫化处理，硫化处理的温度为178℃，硫化处理的时间为5.5min，硫化处理的压力为9Mpa，冷却至室温得到高韧性防腐橡胶密封件。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。